Термодинамиканың 1-ші заңын, термохимия түсінігін, Гесс заңын, термодинамиканың 2-ші заңын, энтальпия, энтропия, Гиббс энергиясын білу керек. Өзін- өзі тексеру сұрақтары: 1.Термохимия нені зерттейді?
2.Экзотермиялық және эндотермиялық деп қандай реакцияларды айтады?
3.Гесс заңын және оның салдарын айтып беріңіз.
4.Ішкі энергия деген не?
5.Энтальпия деген не және оның физикалық мәні қандай?
6.Термодинамиканың бірінші заңын айтып беріңіз.
7.Энтропия деген не? Стандартты энтропия деген не? Энтропиялық бірлік деген не?
8.Изобаралы-изотермиялық потенциал деп немесе Гиббс энергиясы деп қандай шаманы айтады? ∆G қандай бірлікпен өлшенеді?
9.Жүйенің энтропиялық және энтальпиялық факторлары деген не?
10.ΔН пен ΔS байланысы қандай теңдеумен өрнектеледі?
Химиялық кинетика. Химиялық реакциялардың жылдамдығы. Химиялық реакцияның жылдамдығына әсер ететін факторлар.
Химиялық тепе-теңдік. Қайтымды және қайтымсыз химиялық реакциялар. Химиялық тепе-теңдік күйі. Тепе-теңдік константасы.
Химиялық кинетика. Химиялық тепе-теңдік Химиялық реакцияның жылдамдығы туралы ілімді химиялық кинетика дейді. Реакция жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрацияларының белгілі бір уақыт мөлшерінде өзгеруімен сипатталады. Жылдамдық V – әрпімен белгіленеді, өлшемі моль/л.
Химиялық реакцияның жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрациясына, температурасына, олардың табиғатына және катализатордың қолданылуына тәуелді.
Реакция жылдамдығының әрекеттесуші заттардың концентрация-сына тәуелдігі массаның әсер ету заңымен анықталады. Бұл заң бойынша химиялық реакцияның жылдамдығы коэффициенттері дәрежеге шығарылған әрекеттесуші заттардың концентрацияларына тура пропорционал. Мысалы:
,
мұнда: а, в, с – А, В, С заттардың алдындағы коэфициенттері.
Осы реакцияның жылдамдығы:
V = К · САа · СВв,
мұнда: К – жылдамдық тұрақтысы, ол әрекеттесуші заттардың табиғатына және температураға тәуелді. Реакция жылдамдылығының температураға тәуелдігі Вант-Гофтың жуық шама ережесімен анықталады. «Әрекеттесуші заттардың температурасы әр он градусқа көтерілгенде реакция жылдамдығы екі-төрт есе артады». Бұл ереженің математикалық өрнегі:
Химиялық тепе-теңдік Қайтымды реакцияларда тура реакцияның жылдамдығы кері реакцияның жылдамдығына тең болғанда химиялық тепе-теңдік тұрақталады.
Мысал ретінде қайтымды реакцияны қарастырайық:
mA+nB ↔ pC+gD. Тура және кері реакцияларының жылдамдықтарының тепе-теңдігі:
.
Массаның әсер ету заңына сәйкес тура және кері реакциялардың жылдамдығы:
Орындарына қойғанда:
,
мұнда: , – тура және кері реакциялардың жылдамдық тұрақтысы – const; – қатынасы тұрақты сан болып шығады, оны тепе-теңдік тұрақтысы дейді және KTT – әрпімен белгілейді:
Бұл теңдеу тек гомогендік жүйеде жүретін қайтымды реакцияларға қолданылады. Реакцияға қатты зат қатысса оның концентрациясы тұрақты шама деп есептелініп реакция жылдамдығы теңдеуіне енгізілмейді.
Концентрацияның, температураның және қысымның өзгеруі нәтижесінде тепе-теңдіктің бұзылып реакция бағытының өзгеруін химиялық тепе-теңдіктің ығысуы дейді. Тепе-теңдіктің ығысуы Ле-Шатлье принципімен анықталады: “Химиялық реакцияның бағыты сырттан еткен әсерді пәсеңдететін жаққа қарай ығысады”.
Мысалы реакцияға түсетін заттардың концентрацияларын арттырғанда реакция солдан оңға қарай ығысады. Эндотермиялық реакцияда температураны жоғалтса реакция солдан оңға қарай ығысады, ал экзотермиялық реакцияда кері бағытқа ығысады.